JP3785458B2 - Transmission electron microscope and stereoscopic observation method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、透過型電子顕微鏡及び立体観察法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、透過型電子顕微鏡を用いた立体観察法としては、CT法及びステレオ法が広く使用されている。CT法は、一つの試料を0度から180度回転させるとともに、前記角度範囲内において試料の所定部分の投影画像を多数枚撮影し、得られた画像を計算機処理することによって前記所定部分の3次元構造を得、立体観察を可能ならしめるものである。ステレオ投影法は試料を回転させ、前記試料の傾きが視差角だけ異なる2枚の像を撮影し、現像及び焼き付けした後にステレオビュアーなどを用いることにより立体観察するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記CT法においては計算機処理に時間を要し、前記試料の変化を実時間で観察することができないという問題があった。また、前記ステレオ投影法においては前記試料の回転という操作に加えて、現像及び焼き付けという操作が加わり、これら一連の操作には数十分を要することから、この場合においても前記試料の変化を実時間で観察することができないという問題があった。
【0004】
本発明は、試料の変化を実時間で観察できる透過型電子顕微鏡及びこの顕微鏡を用いた立体観察法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明は、
電子線照射源と、
前記電子線照射源の前方に設けられ、前記電子線照射源から発せられた電子線を偏向して得た第1の電子線を、試料面の所定部分に対して第1の角度で照射するとともに、前記電子線照射源から発せられた前記電子線を偏向して得た第2の電子線を、前記試料面の前記所定部分に対して前記第1の角度と異なる第2の角度で照射させるための偏向装置と、
前記第1の電子線による第1の像及び前記第2の電子線による第2の像を結合させ、前記試料面の前記所定部位の像を立体的に表示する3次元画像表示装置とを具え、
前記偏向装置は、一対のフィラメントと、この一対のフィラメントの外方に設けられた一対のアース電極とからなる電子線台形プリズムを含み、
さらに、前記電子線照射源及び前記電子線台形プリズムと、前記3次元画像表示装置との間において、前記第1の電子線による前記第1の像、及び前記電子線照射源から発せられた第3の電子線により、前記試料面を介することなく得た第3の像を重ね合わせた第1の電子線ホログラムと、前記第2の電子線による前記第2の像、及び前記第3の像を重ね合わせた第2の電子線ホログラムとを形成するための結像装置を具えることを特徴とする、透過型電子顕微鏡に関する。
【0006】
また、本発明は、
電子線照射源から電子線を発射する工程と、
前記電子線照射源の前方に設けた偏向装置によって前記電子線を偏向して得た第1の電子線を、試料面の所定部分に対して第1の角度で照射するとともに、前記偏向装置によって前記電子線を偏向して得た第2の電子線を、前記試料面の前記所定部分に対して前記第1の角度と異なる第2の角度で照射する工程と、
3次元画像表示装置によって、前記第1の電子線によって得られた第1の像及び前記第2の電子線によって得られた第2の像を結合させ、前記試料面の前記所定部位の像を立体的に表示する工程とを具え、
前記偏向装置は、一対のフィラメントと、この一対のフィラメントの外方に設けられた一対のアース電極とからなる電子線台形プリズムを含み、前記フィラメントに印加する電圧の極性を切り替えることにより、前記電子線の偏向方向を変化させ、前記第1の電子線及び前記第2の電子線を形成し、
さらに、前記電子線照射源及び前記電子線台形プリズムと、前記3次元画像上表示装置との間において結像装置を設け、前記第1の電子線による前記第1の像、及び前記電子線照射源から発せられた第3の電子線により、前記試料面を介することなく得た第3の像を重ね合わせた第1の電子線ホログラムと、前記第2の電子線による前記第2の像、及び前記第3の像を重ね合わせた第2の電子線ホログラムとを形成する工程を具えることを特徴とする、立体観察法に関する。
【0007】
本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意検討を実施した。その結果、所定の電子線照射源より発せられた電子線を偏向させて2種類の電子線を形成し、それぞれ異なる角度で試料面の同一部分に入射させることにより、前記2種類の電子線に対応させた2種類の像を得、これらを結合することによって、前記試料面の前記部分を3次元的に観察できることを見出したものである。すなわち、前記試料面の前記部分に対して、前記2種類の電子線を異なる角度で照射するようにしているので、前記2種類の像は、前記角度に対応した視差角だけ異なる2種類の像に相当する。したがって、これらの像を結合して、所定の3次元画像表示装置上に表示するようにすれば、前記部分の立体表示が可能となり、立体観察が可能となるものである。
【0008】
また、本発明によれば、上述したCT法などのような複雑な計算機処理を必要とせず、さらにステレオ投影法などのように現像及び焼き付けなどの操作を必要としないので、前記試料面の観察に要するタクトタイムは前記第1の電子線及び前記第2の電子線の、前記試料面に対する照射時期のずれ(時間間隔)に依存する。しかしながら、前記照射時間のずれは限りなく小さくすることができ、所定の外部信号などと同期させることにより、100分の1秒オーダ程度まで簡易に低減することができる。したがって、前記試料面の観察を実時間で実行することができるようになる。
【0009】
また、本発明では、前記偏向装置は、一対のフィラメントと、この一対のフィラメントの外方に設けられた一対のアース電極とからなる電子線台形プリズムを含み、前記フィラメントに印加する電圧の極性を切り替えることにより、前記電子線の偏向方向を変化させ、前記第1の電子線及び前記第2の電子線を形成する。これによって、前記試料面の同一部分に対して異なる角度で照射すべき、前記第1の電子線及び前記第2の電子線を簡易に形成することができる。したがって、前記試料面の立体観察を簡易に行なうことができるようになる。
【0010】
さらに、前記電子線照射源及び前記電子線台形プリズムの前方において結像装置を設けることにより、前記第1の電子線による前記第1の像、及び前記電子線照射源から発せられた第3の電子線により、前記試料面を介することなく得た第3の像を重ね合わせた第1の電子線ホログラムと、前記第2の電子線による前記第2の像、及び前記第3の像を重ね合わせた第2の電子線ホログラムとを形成することができる。したがって、前記電子線ホログラムから分離して得た前記第1の像及び前記第2の像の再生像を3次元画像表示装置上に表示することにより、前記部分の立体表示を簡易に実現することができ、前記試料面の立体観察を簡易に行なうことができるようになる。
【0011】
なお、「電子線台形プリズム」とは、一対のフィラメント及びこの一対のフィラメントの外方に設けられた一対のアース電極間の電位分布が台形状となるために、便宜上呼称しているものである。
【0012】
なお、前記偏向装置は、前記電子線台形プリズムの代わりに偏向板を含み、前記偏向板に印加する電圧の極性を切り替えることにより、前記電子線の偏向方向を変化させ、前記第1の電子線及び前記第2の電子線を形成するようにすることもできる。これによって、前記試料面の同一部分に対して異なる角度で照射すべき、前記第1の電子線及び前記第2の電子線を簡易に形成することができる。したがって、前記試料面の立体観察を簡易に行なうことができるようになる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を発明の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図1は、本発明の透過型電子顕微鏡における一態様の構成を概略的に示す図である。図1に示す透過型電子顕微鏡10は、電子線照射源1、並びにこの電子線照射源1の前方に順次に設けられた偏向板2、照射レンズ3、結像レンズ4及び撮像素子6を具えている。撮像素子6はステレオ表示モニタ8に接続されている。また、観察すべき試料Sは照射レンズ3及び結像レンズ4間に配置されている。
【0014】
電子線照射源1から発せられた電子線は、偏向板2を通過する際に偏向板2に印加された電圧によって左方向に偏向され、その結果第1の電子線E1が形成される。第1の電子線E1は試料Sの所定部分に角度θ1で照射される。次いで、偏向板2に印加する電圧の極性を切り替えることにより、電子線照射源1から発せられた前記電子線は右方向に偏向され、その結果第2の電子線E2が形成される。
【0015】
第1の電子線E1及び第2の電子線E2は試料Sを透過し、第1の電子線E1による試料Sの第1の像及び第2の電子線E2による試料Sの第2の像は、それぞれ結像レンズ4を通過して、撮像素子6で撮像される。次いで、前記第1の像及び前記第2の像に相当する電気信号がステレオ表示モニタ8に送信される。モニタ8においては、前記第1の像及び前記第2の像を結合し、試料Sの前記所定部分の画像が立体的に表示され、結果として前記所定部分の立体観察を行なうことができる。
【0016】
図1に示す透過型電子顕微鏡において、前記試料面の観察に要するタクトタイムは前記第1の電子線及び前記第2の電子線の、前記試料面に対する照射時期のずれ(時間間隔)に依存する。そして、この時間間隔は、偏向板2に対する印加電圧の極性の切り替え時間に相当する。したがって、前記電圧極性の切り替えを所定の外部信号などと同期させて行なうことにより、前記時間間隔を極めて短く、例えば100分の1秒オーダ程度まで簡易に低減することができる。したがって、試料Sの前記所定部分の立体観察を実時間で行なうことができる。
【0017】
なお、前記電圧極性の切り替えは、撮像素子6に対する操作信号と同期させることができる。この場合、第1の電子線E1による前記第1の像及び第2の電子線E2による前記第2の像を、それぞれ撮像素子6のフレーム毎に簡易に取り込むことができるようになる。したがって、同一フレーム中に前記第1の像及び前記第2の像が同時に取り込まれたり、前記第1の像及び前記第2の像を取り込まないフレームの出現を回避することができるため、立体観察をより正確に行なうことができるようになる。
【0018】
また、試料Sに対する第1の電子線E1の照射角度θ1は、試料Sの前記所定部分に立てた法線から1度〜5度の範囲に設定することが好ましい。また、試料Sに対する第2の電子線E2の照射角度θ2は、前記法線から1度〜5度の範囲に設定することが好ましい。これによって、試料Sの前記所定部分の立体画像を制度良く得ることができ、立体観察を高精度に行なうことができるようになる。
【0019】
図2は、図1に示す透過型電子顕微鏡の変形例を示す構成図である。図1に示す透過型電子顕微鏡10においては、偏向板2と試料Sとの間に照射レンズ3を配置しているが、図2に示す透過型電子顕微鏡10−1においては、電子線照射源1と偏向板2との間に照射レンズ3を配置している。
【0020】
図1及び図2から明らかなように、照射レンズ3を偏向板2と試料Sとの間に配置した場合においては、単一の偏向板2を準備するのみで電子線照射源1からの電子線を偏向することができるが、照射レンズ3を電子線照射源1と偏向板2との間に設けた場合においては、2組の偏向板2−1及び2−2を準備して電子線照射源1からの電子線を偏向する。システムの構成を簡易化するという観点からは、図1に示すような構成のものが好ましい。
【0021】
図3は、本発明の透過型電子顕微鏡における本質的な態様の構成を概略的に示す図である。図3に示す透過型電子顕微鏡20は、電子線照射源11、並びにこの電子線照射源11の前方に順次に設けられた電子線台形プリズム12、照射レンズ13、結像レンズ14、電子線バイプリズム15及び撮像素子16を具えている。撮像素子16は分離再生回路17を介してステレオ表示モニタ18に接続されている。また、観察すべき試料Sは照射レンズ13及び結像レンズ14間に配置されている。なお、結像レンズ14及び電子線バイプリズム15は、結像レンズ系を構成する。
【0022】
図4は、電子線台形プリズムの構成を示す概略図である。図4に示すように、電子線台形プリズム12は、一対のフィラメント122と、このフィラメント122と外方に設けられた一対のアース電極123とを具えている。この場合、フィラメント122及びアース電極123間の電位分布は台形状となる。したがって、電子線台形プリズム12を用いた場合、一対のフィラメント122間の領域Aを通過する電子線は偏向されず、フィラメント122及びアース電極123間を通過する電子線のみ、それらの間に発生する電場によって偏向される。
【0023】
電子線照射源11から発せられた電子線は、電子線台形プリズム12の領域Bを通過する際に、フィラメント122及びアース電極123間に発生する電場によって左方向に偏向され、その結果第1の電子線E1が形成される。第1の電子線E1は試料Sの所定部分に角度θ1で照射される。次いで、フィラメント122及びアース電極123間に印加する電圧の極性を切り替えることにより、電子線照射源1から発せられた前記電子線は、電子線台形プリズム12の領域Bを通過する際に右方向に偏向され、その結果第2の電子線E2が形成される。
【0024】
第1の電子線E1及び第2の電子線E2は試料Sを透過し、第1の電子線E1による試料Sの第1の像及び第2の電子線E2による試料Sの第2の像は、それぞれ結像レンズ14を通過して、電子線バイプリズム15に至る。一方、電子線照射源11から発せされた第3の電子線E3は試料Sを介さずに進行し、結像レンズ14を経て電子線バイプリズム15に至る。次いで、物体波としての前記第1の像及び前記第2の像、並びに参照波としての第3の電子線E3は、電子線バイプリズム15でそれぞれ重ね合わされ、電子線ホログラムHを形成する。
【0025】
次いで、電子線ホログラムHは撮像素子16で撮像され、分離再生回路17で分離された後、前記第1の像及び前記第2の像がステレオ表示モニタ18に取り込まれる。その結果、試料Sの前記所定部分の画像が立体的に表示され、前記所定部分の立体観察を行なうことができる。
【0026】
図3に示す透過型電子顕微鏡においても、前記試料面の観察に要するタクトタイムは前記第1の電子線及び前記第2の電子線の、前記試料面に対する照射時期のずれ(時間間隔)に依存する。そして、この時間間隔は、電子線台形プリズム12のフィラメント122及びアース電極123間に印加する電圧の極性の切り替え時間に相当する。したがって、前記電圧極性の切り替えを所定の外部信号などと同期させて行なうことにより、前記時間間隔を極めて短く、例えば100分の1秒オーダ程度まで簡易に低減することができる。したがって、試料Sの前記所定部分の立体観察を実時間で行なうことができる。
【0027】
なお、この場合においても、前記電圧極性の切り替えは、撮像素子16に対する操作信号と同期させることができ、上述した作用効果を得ることができる。
【0028】
但し、図3に示す透過型電子顕微鏡においては、前記第1の電子線及び前記第2の電子線の切り替えを外部信号と同期させなくても電子線ホログラムHを得ることができる。したがって、前述した同期操作を実行しなくても、試料Sの所定部分の立体観察を行なうことができる。
【0029】
また、試料Sに対する第1の電子線E1の照射角度θ1は、試料Sの前記所定部分に立てた法線から1度〜5度の範囲に設定することが好ましい。また、試料Sに対する第2の電子線E2の照射角度θ2は、前記法線から1度〜5度の範囲に設定することが好ましい。これによって、試料Sの前記所定部分の立体画像を精度良く得ることができ、立体観察を高精度に行なうことができるようになる。
【0030】
以上、具体例を挙げながら発明の実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明してきたが、本発明は上記内容に限定されるものではなく、本発明の範疇を逸脱しない限りにおいてあらゆる変形や変更が可能である。
【0031】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、試料の変化を実時間で観察できる透過型電子顕微鏡及びこの顕微鏡を用いた立体観察法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の透過型電子顕微鏡における一態様の構成を概略的に示す図である。
【図2】 図1に示す透過型電子顕微鏡の変形例を示す構成図である。
【図3】 本発明の透過型電子顕微鏡における本質的な態様の構成を概略的に示す図である。
【図4】 電子線台形プリズムの構成を示す概略図である。
【符号の説明】
1、11 電子線照射源
2、2−1、2−2 偏向板
3、13 照射レンズ
4、14 結像レンズ
6、16 撮像素子
8、10 ステレオ表示モニタ
10、10−1、20 透過型電子顕微鏡
12 電子線台形プリズム
15 電子線バイプリズム
17 分離再生回路
E1 第1の電子線
E2 第2の電子線
E3 第3の電子線
S 試料
H ホログラム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a transmission electron microscope and a stereoscopic observation method.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as a stereoscopic observation method using a transmission electron microscope, a CT method and a stereo method are widely used. In the CT method, one sample is rotated from 0 degree to 180 degrees, a large number of projection images of a predetermined part of the sample are taken within the angle range, and the obtained image is subjected to computer processing to obtain 3 of the predetermined part. It obtains a dimensional structure and enables stereoscopic observation. In the stereo projection method, a sample is rotated, two images with different inclinations of the sample by a parallax angle are photographed, developed and printed, and then stereoscopically observed by using a stereo viewer or the like.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, the CT method requires time for computer processing, and there is a problem that changes in the sample cannot be observed in real time. In addition, in the stereo projection method, in addition to the operation of rotating the sample, operations of development and printing are added, and these series of operations require several tens of minutes. There was a problem that it could not be observed in time.
[0004]
An object of this invention is to provide the transmission electron microscope which can observe the change of a sample in real time, and the three-dimensional observation method using this microscope.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides:
An electron beam irradiation source;
A first electron beam provided in front of the electron beam irradiation source and obtained by deflecting the electron beam emitted from the electron beam irradiation source is irradiated at a first angle with respect to a predetermined portion of the sample surface. And irradiating a second electron beam obtained by deflecting the electron beam emitted from the electron beam irradiation source at a second angle different from the first angle with respect to the predetermined portion of the sample surface. A deflection device for causing
The second image by binding of the first of the first image and the second electron beam by an electron beam, comprising a three-dimensional image display device stereoscopically displays an image of the predetermined portion of the sample surface ,
The deflection device includes an electron beam trapezoidal prism including a pair of filaments and a pair of ground electrodes provided outside the pair of filaments,
Furthermore, between the electron beam irradiation source, the electron beam trapezoidal prism, and the three-dimensional image display device, the first image generated by the first electron beam and the first beam emitted from the electron beam irradiation source. The first electron beam hologram obtained by superimposing the third image obtained without passing through the sample surface with the three electron beams, the second image by the second electron beam, and the third image The present invention relates to a transmission electron microscope comprising an imaging device for forming a second electron beam hologram on which the two are superimposed .
[0006]
The present invention also provides:
Emitting an electron beam from an electron beam irradiation source;
A first electron beam obtained by deflecting the electron beam by a deflecting device provided in front of the electron beam irradiation source is irradiated at a first angle to a predetermined portion of the sample surface, and by the deflecting device. Irradiating a second electron beam obtained by deflecting the electron beam at a second angle different from the first angle with respect to the predetermined portion of the sample surface;
The three-dimensional image display device combines the first image obtained by the first electron beam and the second image obtained by the second electron beam to obtain an image of the predetermined portion on the sample surface. Including a three-dimensional display process ,
The deflection device includes an electron beam trapezoidal prism including a pair of filaments and a pair of ground electrodes provided outside the pair of filaments, and switching the polarity of the voltage applied to the filaments allows the electrons to be switched. Changing the deflection direction of the line, forming the first electron beam and the second electron beam;
Furthermore, an imaging device is provided between the electron beam irradiation source, the electron beam trapezoidal prism, and the three-dimensional image display device, and the first image by the first electron beam and the electron beam irradiation. A first electron beam hologram in which a third image obtained without passing through the sample surface is superimposed by a third electron beam emitted from a source, and the second image by the second electron beam, And a method of forming a second electron beam hologram formed by superimposing the third images, and a stereoscopic observation method.
[0007]
The inventors of the present invention have intensively studied to achieve the above object. As a result, two types of electron beams are formed by deflecting an electron beam emitted from a predetermined electron beam irradiation source, and are incident on the same part of the sample surface at different angles, respectively. It has been found that by obtaining two corresponding images and combining them, the portion of the sample surface can be observed three-dimensionally. That is, since the two types of electron beams are irradiated to the portion of the sample surface at different angles, the two types of images are different from each other in two parallax angles corresponding to the angles. It corresponds to. Therefore, if these images are combined and displayed on a predetermined three-dimensional image display device, the part can be displayed in 3D and can be viewed in 3D.
[0008]
In addition, according to the present invention, complicated computer processing such as the CT method described above is not required, and further, operations such as development and baking are not required as in the stereo projection method. The tact time required for this depends on the irradiation timing shift (time interval) of the first electron beam and the second electron beam with respect to the sample surface. However, the deviation of the irradiation time can be reduced as much as possible, and can be easily reduced to the order of 1/100 second by synchronizing with a predetermined external signal or the like. Therefore, the observation of the sample surface can be executed in real time.
[0009]
In the present invention , the deflecting device includes an electron beam trapezoidal prism including a pair of filaments and a pair of ground electrodes provided outside the pair of filaments, and the polarity of a voltage applied to the filament is set. By switching, the deflection direction of the electron beam is changed to form the first electron beam and the second electron beam. This makes it possible to easily form the first electron beam and the second electron beam to be irradiated at different angles with respect to the same portion of the sample surface. Therefore, the stereoscopic observation of the sample surface can be easily performed.
[0010]
Furthermore, by providing an imaging device in front of the electron beam irradiation source and the electron beam trapezoidal prism, the first image generated by the first electron beam and a third beam emitted from the electron beam irradiation source. The first electron beam hologram obtained by superimposing the third image obtained without passing through the sample surface by the electron beam, the second image by the second electron beam, and the third image are superimposed. A combined second electron beam hologram can be formed. Therefore, by displaying the reproduced images of the first image and the second image obtained by separating from the electron beam hologram on a three-dimensional image display device, it is possible to easily realize stereoscopic display of the portion. Thus, the three-dimensional observation of the sample surface can be easily performed.
[0011]
The “electron beam trapezoidal prism” is referred to for convenience because the potential distribution between a pair of filaments and a pair of ground electrodes provided outside the pair of filaments has a trapezoidal shape. .
[0012]
The deflecting device includes a deflecting plate instead of the electron trapezoidal prism, and changes a deflection direction of the electron beam by switching a polarity of a voltage applied to the deflecting plate, so that the first electron beam The second electron beam may be formed. This makes it possible to easily form the first electron beam and the second electron beam to be irradiated at different angles with respect to the same portion of the sample surface. Therefore, the stereoscopic observation of the sample surface can be easily performed.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments of the invention.
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of one aspect of a transmission electron microscope of the present invention. A
[0014]
The electron beam emitted from the electron
[0015]
The first electron beam E1 and the second electron beam E2 are transmitted through the sample S, and the first image of the sample S by the first electron beam E1 and the second image of the sample S by the second electron beam E2 are Then, each image passes through the imaging lens 4 and is imaged by the image sensor 6. Next, electrical signals corresponding to the first image and the second image are transmitted to the stereo display monitor 8. In the monitor 8, the first image and the second image are combined, and the image of the predetermined portion of the sample S is displayed three-dimensionally. As a result, the predetermined portion can be stereoscopically observed.
[0016]
In the transmission electron microscope shown in FIG. 1, the tact time required for the observation of the sample surface depends on the deviation (time interval) of the irradiation timing of the first electron beam and the second electron beam with respect to the sample surface. . This time interval corresponds to the switching time of the polarity of the voltage applied to the
[0017]
The voltage polarity switching can be synchronized with an operation signal for the image sensor 6. In this case, the first image by the first electron beam E1 and the second image by the second electron beam E2 can be easily captured for each frame of the imaging device 6, respectively. Accordingly, the first image and the second image can be captured simultaneously in the same frame, or the appearance of a frame that does not capture the first image and the second image can be avoided, so that stereoscopic observation can be avoided. Can be performed more accurately.
[0018]
In addition, the irradiation angle θ1 of the first electron beam E1 with respect to the sample S is preferably set in a range of 1 degree to 5 degrees from a normal line standing on the predetermined portion of the sample S. Moreover, it is preferable that the irradiation angle θ2 of the second electron beam E2 with respect to the sample S is set in a range of 1 degree to 5 degrees from the normal line. As a result, a three-dimensional image of the predetermined portion of the sample S can be obtained systematically, and three-dimensional observation can be performed with high accuracy.
[0019]
FIG. 2 is a configuration diagram showing a modification of the transmission electron microscope shown in FIG. In the
[0020]
As can be seen from FIGS. 1 and 2, when the irradiation lens 3 is arranged between the
[0021]
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of an essential aspect in the transmission electron microscope of the present invention. A
[0022]
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the electron beam trapezoidal prism. As shown in FIG. 4, the electron beam
[0023]
The electron beam emitted from the electron
[0024]
The first electron beam E1 and the second electron beam E2 are transmitted through the sample S, and the first image of the sample S by the first electron beam E1 and the second image of the sample S by the second electron beam E2 are Each passes through the
[0025]
Next, the electron beam hologram H is picked up by the
[0026]
Also in the transmission electron microscope shown in FIG. 3, the tact time required for observation of the sample surface depends on the deviation (time interval) of the irradiation timing of the first electron beam and the second electron beam with respect to the sample surface. To do. This time interval corresponds to the switching time of the polarity of the voltage applied between the
[0027]
In this case as well, the switching of the voltage polarity can be synchronized with the operation signal for the
[0028]
However, in the transmission electron microscope shown in FIG. 3, the electron beam hologram H can be obtained without synchronizing the switching of the first electron beam and the second electron beam with an external signal. Therefore, it is possible to perform stereoscopic observation of a predetermined portion of the sample S without performing the above-described synchronization operation.
[0029]
In addition, the irradiation angle θ1 of the first electron beam E1 with respect to the sample S is preferably set in a range of 1 degree to 5 degrees from a normal line standing on the predetermined portion of the sample S. Moreover, it is preferable that the irradiation angle θ2 of the second electron beam E2 with respect to the sample S is set in a range of 1 degree to 5 degrees from the normal line. As a result, a stereoscopic image of the predetermined portion of the sample S can be obtained with high accuracy, and stereoscopic observation can be performed with high accuracy.
[0030]
As described above, the present invention has been described in detail based on the embodiments of the present invention with specific examples. However, the present invention is not limited to the above contents, and all modifications and changes are made without departing from the scope of the present invention. It can be changed.
[0031]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a transmission electron microscope capable of observing changes in a sample in real time and a stereoscopic observation method using this microscope.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of one aspect of a transmission electron microscope of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing a modification of the transmission electron microscope shown in FIG. 1;
FIG. 3 is a diagram schematically showing a configuration of an essential aspect in a transmission electron microscope of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing a configuration of an electron beam trapezoidal prism.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記電子線照射源の前方に設けられ、前記電子線照射源から発せられた電子線を偏向して得た第1の電子線を、試料面の所定部分に対して第1の角度で照射するとともに、前記電子線照射源から発せられた前記電子線を偏向して得た第2の電子線を、前記試料面の前記所定部分に対して前記第1の角度と異なる第2の角度で照射させるための偏向装置と、
前記第1の電子線による第1の像及び前記第2の電子線による第2の像を結合させ、前記試料面の前記所定部位の像を立体的に表示する3次元画像表示装置とを具え、
前記偏向装置は、一対のフィラメントと、この一対のフィラメントの外方に設けられた一対のアース電極とからなる電子線台形プリズムを含み、
さらに、前記電子線照射源及び前記電子線台形プリズムと、前記3次元画像表示装置との間において、前記第1の電子線による前記第1の像、及び前記電子線照射源から発せられた第3の電子線により、前記試料面を介することなく得た第3の像を重ね合わせた第1の電子線ホログラムと、前記第2の電子線による前記第2の像、及び前記第3の像を重ね合わせた第2の電子線ホログラムとを形成するための結像装置を具えることを特徴とする、透過型電子顕微鏡。An electron beam irradiation source;
A first electron beam provided in front of the electron beam irradiation source and obtained by deflecting the electron beam emitted from the electron beam irradiation source is irradiated at a first angle with respect to a predetermined portion of the sample surface. And irradiating a second electron beam obtained by deflecting the electron beam emitted from the electron beam irradiation source at a second angle different from the first angle with respect to the predetermined portion of the sample surface. A deflection device for causing
The second image by binding of the first of the first image and the second electron beam by an electron beam, comprising a three-dimensional image display device stereoscopically displays an image of the predetermined portion of the sample surface ,
The deflection device includes an electron beam trapezoidal prism including a pair of filaments and a pair of ground electrodes provided outside the pair of filaments,
Furthermore, between the electron beam irradiation source, the electron beam trapezoidal prism, and the three-dimensional image display device, the first image generated by the first electron beam and the first beam emitted from the electron beam irradiation source. The first electron beam hologram obtained by superimposing the third image obtained without passing through the sample surface with the three electron beams, the second image by the second electron beam, and the third image A transmission electron microscope comprising an imaging device for forming a second electron beam hologram on which the two are superimposed .
前記電子線照射源の前方に設けた偏向装置によって前記電子線を偏向して得た第1の電子線を、試料面の所定部分に対して第1の角度で照射するとともに、前記偏向装置によって前記電子線を偏向して得た第2の電子線を、前記試料面の前記所定部分に対して前記第1の角度と異なる第2の角度で照射する工程と、
3次元画像表示装置によって、前記第1の電子線によって得られた第1の像及び前記第2の電子線によって得られた第2の像を結合させ、前記試料面の前記所定部位の像を立体的に表示する工程とを具え、
前記偏向装置は、一対のフィラメントと、この一対のフィラメントの外方に設けられた一対のアース電極とからなる電子線台形プリズムを含み、前記フィラメントに印加する電圧の極性を切り替えることにより、前記電子線の偏向方向を変化させ、前記第1の電子線及び前記第2の電子線を形成し、
さらに、前記電子線照射源及び前記電子線台形プリズムと、前記3次元画像表示装置との間において結像装置を設け、前記第1の電子線による前記第1の像、及び前記電子線照射源から発せられた第3の電子線により、前記試料面を介することなく得た第3の像を重ね合わせた第1の電子線ホログラムと、前記第2の電子線による前記第2の像、及び前記第3の像を重ね合わせた第2の電子線ホログラムとを形成する工程を具えることを特徴とする、立体観察法。Emitting an electron beam from an electron beam irradiation source;
A first electron beam obtained by deflecting the electron beam by a deflecting device provided in front of the electron beam irradiation source is irradiated at a first angle to a predetermined portion of the sample surface, and by the deflecting device. Irradiating a second electron beam obtained by deflecting the electron beam at a second angle different from the first angle with respect to the predetermined portion of the sample surface;
The three-dimensional image display device combines the first image obtained by the first electron beam and the second image obtained by the second electron beam to obtain an image of the predetermined portion on the sample surface. Including a three-dimensional display process ,
The deflection device includes an electron beam trapezoidal prism including a pair of filaments and a pair of ground electrodes provided outside the pair of filaments, and switching the polarity of the voltage applied to the filaments allows the electrons to be switched. Changing the deflection direction of the line, forming the first electron beam and the second electron beam;
Furthermore, an imaging device is provided between the electron beam irradiation source, the electron beam trapezoidal prism, and the three-dimensional image display device, and the first image by the first electron beam and the electron beam irradiation source. A first electron beam hologram obtained by superimposing a third image obtained without passing through the sample surface by a third electron beam emitted from the second electron beam, and the second image by the second electron beam, and A stereoscopic observation method comprising a step of forming a second electron beam hologram on which the third image is superimposed .
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